一種相似材料模擬實驗裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相似材料模擬實驗裝置及其使用方法，其在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)擋板架，采用抽拉式可伸縮擋板以及將實驗機臺的右邊框改成可拆卸的結(jié)構(gòu)形式，使得相似材料模擬實驗裝置所能進行模擬實驗的模型長度尺寸可任意調(diào)節(jié)，拓寬了相似材料模擬實驗裝置使用功能、實現(xiàn)了“一物多用”，可大幅減少實驗室相似材料模擬實驗裝置購置費用和設(shè)備安裝空間。同時，為降低實驗裝置的操作難度，增設(shè)了滑動裝置，從而簡化了實驗裝置右邊框的調(diào)節(jié)，可大幅降低實驗操作人員的勞動強度。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、實驗操作簡便、模型長度尺寸可任意調(diào)節(jié)、省時省力等有益效果。
【專利說明】一種相似材料模擬實驗裝置及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種實驗裝置及其使用方法，尤其涉及一種相似材料模擬實驗裝置及 其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 相似材料模擬實驗裝置一種用于模擬礦山開采后巖層運動的大型實驗儀器。目 前，公知的相似材料模擬實驗裝置由底座、實驗裝置底面、擋板、左右側(cè)向支柱和頂梁構(gòu)成。 使用時，將水泥、砂、石膏、水等材料按不同配比攪拌均勻形成相似材料，將相似材料從實驗 裝置底面開始逐層向上鋪設(shè)，每鋪設(shè)一層料，需要同步在相似材料前后加上擋板，以防止相 似材料在未固化成型前坍塌。由于這種實驗裝置的擋板都是與實驗裝置左右兩側(cè)支柱相 分離的，實驗過程中，上述擋板的安裝均需操作人員逐一通過螺栓固定在左、右兩側(cè)的支柱 上。上述擋板安裝操作過程繁瑣，拆卸過程同樣十分麻煩，費時費力。
[0003] 最為關(guān)鍵的是，上述結(jié)構(gòu)形式的相似材料模擬實驗裝置，其左右支柱之間的距離 恒定，即，其所能進行相似模擬實驗的模型長度尺寸是固定的，這使得其適用范圍十分有 限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、模型長度尺寸可任意調(diào)節(jié)的 相似材料模擬實驗裝置。
[0005] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種相似材料模擬實驗裝置，包括 底座、擋板架、實驗機臺；其特征在于，所述擋板架和實驗機臺分別設(shè)置在底座上，二者左、 右相對；
[0006] 所述實驗機臺為長方形框架式結(jié)構(gòu)，包括底邊框、左邊框、上邊框和右邊框，其中， 底邊框、左邊框與上邊框為一體式結(jié)構(gòu)，右邊框可拆卸；
[0007] 所述擋板架的前、后兩面都均勻設(shè)置有若干抽拉式可伸縮擋板；
[0008] 所述抽拉式可伸縮擋板的伸縮方向為水平方向，其最大程度拉伸時，抽拉式可伸 縮擋板的自由末端與所述右邊框的右端平齊；
[0009] 所述右邊框的頂部和底部分別設(shè)置有U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件，所述底邊框和 上邊框的自由端分別與所述U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件以承插方式連接、并通過右邊框固 定螺栓固定。
[0010] 上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)的擋板架、 抽拉式可伸縮擋板以及可拆卸的結(jié)構(gòu)形式的右邊框，相似材料模擬實驗裝置所能進行模擬 實驗的模型長度尺寸是可任意調(diào)節(jié)的，拓寬了相似材料模擬實驗裝置使用功能、實現(xiàn)了的 "一物多用"，可大幅減少實驗室相似材料模擬實驗裝置購置費用和設(shè)備安裝空間。
[0011] 作為優(yōu)選，上述右邊框的前、后兩側(cè)面上均勻開設(shè)有若干第一螺紋孔，所述抽拉式 可伸縮擋板通過擋板固定螺栓與所述右邊框固定連接。
[0012] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，可以滿足抽拉式可伸縮擋板固定的需 要。
[0013] 進一步優(yōu)選，上述上邊框與底邊框均沿水平方向均勻開設(shè)有若干個第二螺紋孔和 第三螺紋孔。
[0014] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，可充分滿足右邊框移動到所需位置后定 位的需要，同時右邊框固定更牢靠。
[0015] 進一步優(yōu)選，上述右邊框下部的U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件內(nèi)還設(shè)置有滑動裝 置，所述滑動裝置包括螺旋式千斤頂、受壓板、彈簧和右邊框底板；所述受壓板的兩端還分 別安裝有滾輪；
[0016] 所述內(nèi)部板水平焊接在右邊框內(nèi)部下方，所述內(nèi)部板與右邊框底板之間形成一空 腔；
[0017] 所述滑動裝置在所述空腔內(nèi)堅向布置，自上而下依次為螺旋式千斤頂、受壓板、滾 輪、彈簧和右邊框底板；
[0018] 所述螺旋式千斤頂?shù)墓ぷ鞣较虼怪毕蛳?，其底座以焊接方式與所述右邊框固定連 接，其搖把伸出所述右邊框；
[0019] 所述螺旋式千斤頂伸縮桿焊接在所述受壓板上；
[0020] 所述右邊框底板上與所述滾輪對應(yīng)的位置處均分別開設(shè)有條形通透孔；
[0021] 所述螺旋式千斤頂伸縮桿向下伸出一定距離時，所述滾輪落入所述條形通透孔 內(nèi)。
[0022] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，考慮到大型實驗裝置的右邊框體形和重 量大，因而增設(shè)了滑動裝置，以解決實驗裝置右邊框的調(diào)節(jié)問題。
[0023] 具體操作方法簡單說明如下：操作人員拆卸右邊框所需拆卸的右邊框固定螺栓、 搖動搖把，直至滾輪落入條形通透孔內(nèi)，此時，滾輪就與底邊框的上表面接觸，操作人員向 左或向右推動右邊框的過程中，就可以僅僅只需要克服滾輪與底邊框的上表面之間的滾動 摩擦力即可。因而，可大幅降低實驗操作人員的勞動強度。
[0024] 本發(fā)明的目的之二是，提供一種上述相似材料模擬實驗裝置的使用方法。
[0025] 本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種相似材料模擬實驗裝置的使用 方法，包括以下步驟：
[0026] 第一步，根據(jù)實驗要求，將右邊框移動至所需位置、并固定；
[0027] 第二步，將擋板架的前、后兩面的最下方的抽拉式可伸縮擋板拉伸，擋板固定螺栓 固定在右邊框上；
[0028] 第三步，鋪設(shè)相似模擬材料；
[0029] 第四步，依次類推，分別按從下至上的順序依次將擋板架的前、后兩面的抽拉式可 伸縮擋板拉伸，并重復上述第二步和第三步，直至結(jié)束。
[0030] 上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，實驗操作簡便、省時省力、相似材料模型的 長度可靈活調(diào)節(jié)
[0031] 綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、模型長度尺寸可任 意調(diào)節(jié)、實驗操作簡便、省時省力等有益效果，拓寬了相似材料模擬實驗裝置使用功能、實 現(xiàn)了"一物多用"，可大幅減少實驗室相似材料模擬實驗裝置購置費用和設(shè)備安裝空間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖（此時，右邊框處于初始位置）；
[0033] 圖2為本發(fā)明的狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖（此時，右邊框偏離初始位置）；
[0034] 圖3為抽拉式可伸縮擋板的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為右邊框結(jié)構(gòu)示意圖之一（主要示出滑動部件的狀態(tài)結(jié)構(gòu)，此時滾輪位于條 形通透孔上方）；
[0036] 圖5為右邊框結(jié)構(gòu)示意圖之二（主要示出滑動部件的狀態(tài)結(jié)構(gòu)，此時滾輪落入條 形通透孔上方）。
[0037] 附圖標記說明：1.底座，2.右邊框固定螺栓，3.第三螺紋孔，4.右邊框底部螺絲 孔，5.第一螺紋孔，6.右邊框，7.第二螺紋孔，8.右邊框頂部螺絲孔，9.擋板螺絲孔，10.抽 拉式可伸縮擋板,11.擋板架，12上邊框.，13.擋板固定螺栓，14.內(nèi)板突起部，15. U形槽結(jié) 構(gòu)形式的連接部件，16.實驗機臺，17.外板突起部，18.右邊框端部板,19.實驗材料鋪設(shè) 面，20.條形通透孔，21.滾輪，22.搖把，23.彈簧，24.螺旋式千斤頂伸縮桿，25.受壓板， 26.螺旋式千斤頂，27.內(nèi)部板，28.右邊框底板，29.滑動裝置，30.底邊框，31.左邊框。

【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0039] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明的相似模擬實驗裝置，包括底座1、擋板架11、實驗機臺 16 ;其擋板架11和實驗機臺16分別設(shè)置在底座1上，二者左、右相對；
[0040] 實驗機臺16為長方形框架式結(jié)構(gòu)，包括底邊框30、左邊框31、上邊框12和右邊框 6,其中，底邊框6、左邊框31與上邊框12為一體式結(jié)構(gòu)，右邊框6可拆卸；
[0041] 擋板架11的前、后兩面都均勻設(shè)置有若干抽拉式可伸縮擋板10 ;
[0042] 抽拉式可伸縮擋板10的伸縮方向為水平方向，其最大程度拉伸時，抽拉式可伸縮 擋板10的自由末端與所述右邊框6的右端平齊；
[0043] 右邊框6的頂部和底部分別設(shè)置有U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件15,所述底邊框30 和上邊框12的自由端分別與所述U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件15以承插方式連接、并通過 右邊框固定螺栓2固定（需要說明的是，右邊框固定螺栓2還可以采用圓柱銷及其他等同 方式替代）。
[0044] 圖2示出了相似模擬實驗裝置的右邊框6已經(jīng)移動、偏離其初始位置。結(jié)合圖1、 圖2可以看出，本發(fā)明的相似模擬實驗裝置，其相似材料模型長度尺寸可根據(jù)實驗需要任 意調(diào)節(jié)。
[0045] 右邊框6的前、后兩側(cè)面上均勻開設(shè)有若干第一螺紋孔5,抽拉式可伸縮擋板10通 過擋板固定螺栓13與右邊框6固定連接。
[0046] 上邊框12與底邊框30均沿水平方向均勻開設(shè)若干個第二螺紋孔7和第三螺紋孔 3〇
[0047] 如圖4、圖5所示，右邊框6下部的U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件15內(nèi)還設(shè)置有滑動 裝置29,該滑動裝置29包括螺旋式千斤頂26、受壓板25、彈簧23和右邊框底板28 ;所述受 壓板25的兩端還分別安裝有滾輪21。
[0048] 所述內(nèi)部板27水平焊接在右邊框6內(nèi)部下方，所述內(nèi)部板27與右邊框底板之間 28形成一空腔，所述滑動裝置29設(shè)置在所述空腔內(nèi)。
[0049] 滑動裝置29在空腔內(nèi)堅向布置，自上而下依次為螺旋式千斤頂26、受壓板25、滾 輪21、彈簧23和右邊框底板28 ;
[0050] 螺旋式千斤頂26的工作方向垂直向下，其底座以焊接方式與所述右邊框6固定連 接，其搖把22(圖中未示出）伸出右邊框6 ;
[0051] 所述螺旋式千斤頂伸縮桿24焊接在所述受壓板25上；
[0052] 右邊框底板28上與所述滾輪21對應(yīng)的位置處均分別開設(shè)有條形通透孔20 ;
[0053] 螺旋式千斤頂伸縮桿24向下伸出一定距離時，所述滾輪21落入所述條形通透孔 20內(nèi)。
[0054] 圖3為抽拉式可伸縮擋板的放大結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，抽拉式可伸縮擋板10 設(shè)置有的外板突起部17,當抽拉式可伸縮擋板10被拉至最右端時外板突起部17可以與內(nèi) 板突起部14相碰，防止了抽拉式可伸縮擋板10被抽拔出來。
[0055] 本發(fā)明的相似材料模擬實驗裝置的使用方法，包括以下步驟：
[0056] 第一步，根據(jù)實驗要求，將右邊框6移動至所需位置、并固定；
[0057] 第二步，將擋板架11的前、后兩面的最下方的抽拉式可伸縮擋板10拉伸，擋板固 定螺栓13固定在右邊框6上；
[0058] 第三步，鋪設(shè)相似模擬材料；
[0059] 第四步，依次類推，分別按從下至上的順序依次將擋板架11的前、后兩面的抽拉 式可伸縮擋板10拉伸，并重復上述第二步和第三步，直至結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1. 一種相似材料模擬實驗裝置，包括底座（1)、擋板架（11)、實驗機臺（16);其特征在 于，所述擋板架（11)和實驗機臺（16)分別設(shè)置在底座（1)上，二者左、右相對； 所述實驗機臺（16)為長方形框架式結(jié)構(gòu)，包括底邊框（30)、左邊框（31)、上邊框（12) 和右邊框￠)，其中，底邊框（30)、左邊框（31)與上邊框（12)為一體式結(jié)構(gòu)，右邊框（6)可 拆卸； 所述擋板架（11)的前、后兩面都均勻設(shè)置有若干抽拉式可伸縮擋板（10); 所述抽拉式可伸縮擋板（10)的伸縮方向為水平方向，其最大程度拉伸時，抽拉式可伸 縮擋板（10)的自由末端與所述右邊框￠)的右端平齊； 所述右邊框（6)的頂部和底部分別設(shè)置有U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件（15)，所述底邊 框（30)和上邊框（12)的自由端分別與所述U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件（15)以承插方式 連接、并通過右邊框固定螺栓（2)固定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述右邊框（6)的前、 后兩側(cè)面上均勻開設(shè)有若干第一螺紋孔（5)，所述抽拉式可伸縮擋板（10)通過擋板固定螺 栓（13)與所述右邊框（6)固定連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述上邊框（12)與底 邊框（30)上均沿水平方向均分別開設(shè)有若干個第二螺紋孔（7)和第三螺紋孔（3)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相似材料模擬實驗裝置，其特征在于，所述右邊框（6)下部 的U形槽結(jié)構(gòu)形式的連接部件（15)內(nèi)還設(shè)置有滑動裝置（29)，所述滑動裝置（29)包括螺 旋式千斤頂（26)、受壓板（25)、彈簧（23)和右邊框底板（28);所述受壓板（25)的兩端還 分別安裝有滾輪（21); 所述內(nèi)部板（27)水平焊接在右邊框￠)內(nèi)部下方，所述內(nèi)部板（27)與右邊框底板之 間（28)形成一空腔，所述滑動裝置（29)設(shè)置在所述空腔內(nèi) 所述滑動裝置（29)在所述空腔內(nèi)堅向布置，自上而下依次為螺旋式千斤頂（26)、受壓 板（25)、滾輪（21)、彈簧（23)和右邊框底板（28); 所述螺旋式千斤頂（26)的工作方向垂直向下，其底座以焊接方式與所述內(nèi)部板（27) 固定連接，其搖把（22)伸出所述右邊框（6); 所述螺旋式千斤頂伸縮桿（24)焊接在所述受壓板（25)上； 所述右邊框底板（28)上與所述滾輪（21)對應(yīng)的位置處均分別開設(shè)有條形通透孔 (20)； 所述螺旋式千斤頂伸縮桿（24)向下伸出一定距離時，所述滾輪（21)落入所述條形通 透孔（20)內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求1所述的相似材料模擬實驗裝置的使用方法，包括以下步驟： 第一步，根據(jù)實驗要求，將右邊框（6)移動至所需位置、并固定； 第二步，將擋板架（11)的前、后兩面的最下方的抽拉式可伸縮擋板10拉伸，擋板固定 螺栓（13)固定在右邊框（6)上； 第三步，鋪設(shè)相似模擬材料； 第四步，依次類推，分別按從下至上的順序依次將擋板架（11)的前、后兩面的抽拉式 可伸縮擋板（10)拉伸，并重復上述第二步和第三步，直至結(jié)束。
【文檔編號】G09B25/00GK104123876SQ201410321756
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】路暢, 尹立明, 陳軍濤, 孫熙震, 李楊楊, 張士川, 張保良, 江寧, 王海龍, 張浩強, 王其鋒, 趙金海, 畢成, 尚曉龍, 張濤, 王榮發(fā), 王學武, 謝正正 申請人:山東科技大學